安科瑞 鮑靜君

1,、MQTT協(xié)議的概念

　　MQTT協(xié)議（Message Queuing Telemtry Transport），又稱消息隊列遙測傳輸協(xié)議,，是一種基于發(fā)布/訂閱模式的“輕量級"通訊協(xié)議,，它是構(gòu)建與Tcp/IP協(xié)議上，1999年發(fā)布的通訊協(xié)議,。MQTT的優(yōu)點在于,，可以以很少的代碼和有限的帶寬，為連接遠程設(shè)備提供實時可靠的消息服務(wù),。作為一種低能耗,、低帶寬占用的實時通訊協(xié)議，使其在物聯(lián)網(wǎng),、小型設(shè)備,、移動應(yīng)用等方面有較廣泛的應(yīng)用。

　　2,、MQTT協(xié)議網(wǎng)絡(luò)傳輸

　　MQTT會構(gòu)建底層網(wǎng)絡(luò)傳輸,，它將建立的客戶端和服務(wù)器連接，,，提供應(yīng)該有序的,，無損的，基于字節(jié)流的雙向傳輸發(fā)送數(shù)據(jù)的時候,，MQTT會把與之相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量（Qos）和主題名（Topic）關(guān)聯(lián),。

　?。?）協(xié)議原理

　　MQTT協(xié)議通訊過程，需要客戶端和服務(wù)器共同完成,，一共有三個身份，發(fā)布者（Publish）,，代理（Broker）、訂閱者（Subscribe）,，其中消息發(fā)發(fā)布者和訂閱者都可以是客戶端,，消息代理是mqtt服務(wù)器。

　?、費QTT的實現(xiàn)方式

　　Topic：主題,，可以理解為消息的類型；

　　Payload：消息內(nèi)容,，可以理解為具體要使用的數(shù)據(jù)內(nèi)容

　?、贛QTT客戶端

　　一個使用mqtt協(xié)議的運用程序或設(shè)備,，它是基于mqtt服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)連接,，常用于發(fā)布信息，訂閱發(fā)布信息,，退訂或刪掉應(yīng)用程序的消息,，斷開與服務(wù)器連接。

　?。?） MQTT協(xié)議特性

　　協(xié)議是工作在低帶寬,、不可靠的網(wǎng)絡(luò)的遠程傳感器和控制設(shè)備通訊而設(shè)計的協(xié)議，它具備以下主要的幾項特性：

　?、偈褂冒l(fā)布/訂閱消息模式,，提供一對多的消息發(fā)布，解除應(yīng)用程序耦合,。

　?、趯ω撦d內(nèi)容屏蔽的消息傳輸。

　?、凼褂肨cp/IP提供網(wǎng)絡(luò)連接,。

　?、苡腥N消息發(fā)布服務(wù)質(zhì)量，消息發(fā)布（Qos：0至多一次,，1至少一次,，2只有一次）

　　⑤小型傳輸,、流量需求小,。

MQTT服務(wù)器與終端監(jiān)測設(shè)備通訊

　　很多的電表都是通過接網(wǎng)關(guān)的方式，是設(shè)備與mqtt服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互,，而ADW系列中,，幾款電表中的一款——ADW300電表，本身具備上網(wǎng)的功能有4G和wifi兩種,，它們通過物聯(lián)網(wǎng)卡或局域網(wǎng)的方式,，使設(shè)備具備了聯(lián)網(wǎng)的功能,，減少設(shè)備連接網(wǎng)關(guān)再上服務(wù)器瑣碎的過程,，實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

　?。?）ADW300無線計量儀表

　　ADW300無線計量儀表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能,，具有體積小、精度高,、功能豐富等優(yōu)點,，并且可選通訊方式多，可支持RS485通訊和Lora,、NB,、4G、wifi等無線通訊方式,，增加了外置互感器的電流采樣模式,，從而方便用戶在不同場合進行安裝使用?？伸`活安裝于配電箱內(nèi),，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量、運維監(jiān)管或電力監(jiān)控等需求,。

（4）標準化MQTT協(xié)議

　?、儆嗛啠╯ubscription）

　　訂閱包含主題篩選器（Topic Filter）和服務(wù)質(zhì)量（QoS）。訂閱會與一個會話（Session）關(guān)聯(lián),。一個會話可以包含多個訂閱,。每一個會話中的每個訂閱都有一個不同的主題篩選器。

　?、跁挘╯ession）

　　每個客戶端與服務(wù)器建立連接后就是應(yīng)該會話客戶端和服務(wù)器之間有狀態(tài)交互,，會話存在與一個網(wǎng)絡(luò)之間,，也可能在客戶端和服務(wù)器之間跨越多個連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接。

　?、壑黝}名（Topic name）

　　連接到一個應(yīng)用程序消息的標簽,，該標簽與服務(wù)器的訂閱相匹配服務(wù)器會將消息發(fā)送給訂閱所匹配標簽的每一個客戶端

　　④數(shù)據(jù)上傳（Data upload）

　　電表無線傳輸做到了小型傳輸,、流量需求小,，這款電表的數(shù)據(jù)上傳流程簡潔，（詳細見附錄）將多余的數(shù)據(jù)上傳步驟優(yōu)化,，促使定制化數(shù)據(jù)上傳,，其中包含了常用的電參量數(shù)據(jù)、信號強度,、有功需量,、電壓電流變比、溫度,、DI狀態(tài),、電壓電流諧波畸變率、尖峰平谷電能等等,。

　　3,、總結(jié)

　　綜上所述，在現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大環(huán)境下,，MQTT服務(wù)器的已經(jīng)陸續(xù)被各個商家企業(yè)采用,，因為MQTT服務(wù)器與mqtt協(xié)議能夠滿足他們智能化管理需求。很多企業(yè)的一些生產(chǎn)車間配電柜都需要使用無線設(shè)備監(jiān)測用電設(shè)備的工作狀態(tài),，而企業(yè)的生產(chǎn)車間大多是分散獨立的用電設(shè)備,，若每個設(shè)備都安裝網(wǎng)關(guān)，那改造的成本是很大的資金,。所以大部分企業(yè)為了節(jié)約成本常常會安裝一批用于無線監(jiān)控用電設(shè)備的電表——ADW300,，通過傳感器對電纜以及生產(chǎn)線的各種設(shè)備參數(shù)進行采集，主要包含電流,、電壓等電參量數(shù)據(jù),，并且將獲得的數(shù)據(jù)實時上傳到MQTT服務(wù)器云端，然后通過物聯(lián)網(wǎng)平臺和數(shù)據(jù)庫訂閱mqtt服務(wù)器端主題,，來獲取終端監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù),，實現(xiàn)終端和云端的雙向通信，搭建強大的數(shù)據(jù)通道,，獲得的數(shù)據(jù)被存儲到MQTT服務(wù)器的云數(shù)據(jù)庫中,，能夠保證數(shù)據(jù)的安全性,搭建用電管理和顯示系統(tǒng)，通過云技術(shù)、大數(shù)據(jù),、互聯(lián)網(wǎng)將獲得的數(shù)據(jù)顯示到前臺,，用戶可以通過登錄手機APP、電腦頁面等實時監(jiān)控設(shè)備和電纜的電力數(shù)據(jù)情況,。